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加工方法編輯
蝕刻法
蝕刻加工法,是在不銹鋼表面采用絲網(wǎng)印刷耐酸保護膜,然后用氯化亞鐵液蝕刻,形成藝術圖案的。
噴彩法
噴彩法是在絲網(wǎng)印刷后噴射色料顆粒,構成梨皮樣表面,形成藝術圖案的。
工藝過程
不銹鋼制品的噴色美術加工法的工藝過程是:不銹鋼制品→絲印→蝕刻→堿處理→絲印→氧化著色→堿處理→成品。
不銹鋼制品的蝕刻美術加工法工藝過程是:不銹鋼制品→絲印→蝕刻→堿處理→氧化著色→成品。
不銹鋼的化學著色法,不使用顏料及染料,而是把不銹鋼浸泡在加溫的鉻溶液中,進行化學著色,其特點是耐食品性好。這種加工方法中所使用的油墨,要有非常強的耐酸性,一般使用與處理工藝相適應的具有特殊性能的UV硫化油墨。
主要工藝編輯
1、汽化切割。
在激光化切割過程中,材料表面溫度升至沸點溫度的速度是如此之快,足以避免熱傳導造成的熔化,于是部分材料汽化成蒸汽消失,部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣體流吹走。此情況下需要非常高的激光功率。
為了防止材料蒸氣冷凝到割縫壁上,材料的厚度一定不要大大超過激光光束的直徑。該加工因而只適合于應用在必須避免有熔化材料排除的情況下。該加工實際上只用于鐵基合金很小的使用領域。
該加工不能用于,像木材和某些陶瓷等,那些沒有熔化狀態(tài)因而不太可能讓材料蒸氣再凝結的材料。另外,這些材料通常要達到更厚的切口。在激光化切割中,優(yōu)光束聚焦取決于材料厚度和光束質(zhì)量。激光功率和氣化熱對優(yōu)焦點位置只有一定的影響。按鋼板的性能特點和用途分類,分為耐不銹鋼板、耐硫酸不銹鋼板、耐點蝕不銹鋼板、耐應力腐蝕不銹鋼板、高強不銹鋼板等。在板材厚度一定的情況下,大切割速度反比于材料的氣化溫度。所需的激光功率密度要大于108W/cm2,并且取決于材料、切割深度和光束焦點位置。在板材厚度一定的情況下,假設有足夠的激光功率,大切割速度受到氣體射流速度的限制。
噴嘴設計及氣流控制
噴嘴設計及氣流控制技術: 激光切割鋼材時,氧氣和聚焦的激光束是通過噴嘴射到被切材料處,從而形成一個氣流束。對氣流的基本要求是進入切口的氣流量要大,速度要高,以便足夠的氧化使切口材料充分進行放熱反應;同時又有足夠的動量將熔融材料噴射吹出。數(shù)控編程,可加工任意的平面圖,可以對幅面很大的整板切割,無需開模具,經(jīng)濟省時。因此,除光束的質(zhì)量及其控制直接影響切割質(zhì)量外,噴嘴的設計及氣流的控制(如噴嘴壓力、工件在氣流中的位置等)也是十分重要的因素。
激光切割用的噴嘴采用簡單的結構,即一錐形孔帶端部小圓孔(如圖4)。通常用實驗和誤差方法進行設計。由于噴嘴一般用紫銅制造,體積較小,是易損零件,需經(jīng)常更換,因此不進行流體力學計算與分析。因為材料的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在其液態(tài)情況下,所以該過程被稱作激光熔化切割。在使用時從噴嘴側(cè)面通入一定壓力Pn(表壓為Pg)的氣體,稱噴嘴壓力,從噴嘴出口噴出,經(jīng)一定距離到達工件表面,其壓力稱切割壓力Pc,后氣體膨脹到大氣壓力Pa。研究工作表明隨著Pn的增加,氣流流速增加,Pc也不斷增加。
可用下列公式計算: V=8.2d2(Pg 1)
V-氣體流速 L/min
d-噴嘴直徑 mm
Pg-噴嘴壓力(表壓)bar
對于不同的氣體有不同的壓力閾值,當噴嘴壓力超過此值時,氣流為正常斜激波,氣流速從亞音速向超音速過渡。此閾值與Pn、Pa比值及氣體分子的自由度(n)兩因素有關:如氧氣、空氣的n=5,因此其閾值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。當噴嘴壓力更高Pn/Pa=(1 1/n)1 n/2時(Pn;4bar),氣流正常斜激波封變?yōu)檎げ?切割壓力Pc下降,氣流速度減低,并在工件表面形成渦流,削弱了氣流去除熔融材料的作用,影響了切割速度。所以對不銹鋼的使用環(huán)境有要求,而且需要經(jīng)常擦拭,除去灰塵,保持清潔干燥。因此采用錐孔帶端部小圓孔的噴嘴,其氧氣的噴嘴壓力常在3bar以下。
為進一步提高激光切割速度,可根據(jù)空氣動力學原理,在提高噴嘴壓力的前提下不產(chǎn)生正激波,設計制造一種縮放型噴嘴,即拉伐爾(Laval)噴嘴。為方便制造可采用如圖4的結構。德國漢諾威大學激光中心使用500WCO2激光器,透鏡焦距2.5〃,采用小孔噴嘴和拉伐爾噴嘴分別作了試驗,見圖4。試驗結果如圖5所示:分別表示NO2、NO4、NO5噴嘴在不同的氧氣壓力下,切口表面粗糙度Rz與切割速度Vc的函數(shù)關系。1)機床主機部分:激光切割機機床部分,實現(xiàn)X、Y、Z軸的運動的機械部分,包括切割工作平臺。從圖中可以看出NO2小孔噴嘴在Pn為400Kpa(或4bar)時切割速度只能達到2.75m/min(碳鋼板厚為2mm)。NO4、NO5二種拉伐爾噴嘴在Pn為500Kpa到600Kpa時切割速度可達到3.5m/min和5.5m/min。應指出的是切割壓力Pc還是工件與噴嘴距離的函數(shù)。由于斜激波在氣流的邊界多次反射,使切割壓力呈周期性的變化。
高切割壓力區(qū)緊鄰噴嘴出口,工件表面至噴嘴出口的距離約為0.5~1.5mm,切割壓力Pc大而穩(wěn)定,是工業(yè)生產(chǎn)中切割手扳常用的工藝參數(shù)。第二高切割壓力區(qū)約為噴嘴出口的3~3.5mm,切割壓力Pc也較大,同樣可以取得好的效果,并有利于保護透鏡,提高其使用壽命。此外,選擇鋼板的厚度時,應考慮其使用時間、質(zhì)量、剛度,同時要考慮板材受壓時的強度要求。曲線上的其他高切割壓力區(qū)由于距噴嘴出口太遠,與聚焦光束難以匹配而無法采用。